学習型プログラムの研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09245208
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 佐藤 泰介 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (90272690)
• Keywords: 論理プログラム / 学習 / EMアルゴリズム / 遺伝

Research Abstract

統計的記号処理言語PRISMの改良を行なった.PRISMは論理ブログラムをベースとし、そのデータベース部分にベルターイ試行を表す確率的組み込み述語を導入したものである。PRISMプログラムに模範例を与えると、確率的組み込み述語の確率パラメータを調整することにより、模範例を学習する。(プログラムが模範例を再現する確率を高める。)PRISMプログラムの記述できる範囲は広く、通常の論理プログラムはもちろんのこと、現在知られているベイズネット、隠れマルコフモデル、確率的文脈自由文法などの確率的記号モデルをすべて包含する。また、包含するだけでなく、統一的学習アルゴリズムを与えている。PRISMは従来の計算機言語に学習のメカニズムを融合させたものであるが、実働化にあたり、内部を実行系と学習系に分けた。実行系は通常の計算以外にゴール(アトム)の確率を計算したり、またゴールを確率変数と見たときのサンプリングを行なうメカニズムを備えている。また、学習系では統計学のEMアルゴリズムに基づいた学習アルゴリズムにより、最大推定を行ない、その結果プログラムの確率パラメータを与えられた例から学習する。
今回の改良ではプログラミングを容易にするための確率的組み込み述語の拡張、学習時間短縮のためのEM学習ルーチンのC言語による実働化を行なった。更にメモリ溢れを防止するため、プログラムの解の格納方式としてtrie構造を採用した。
以上の改良の結果、20世紀の初頭西オーストラリアの海岸沿いに居住していたKariera族の婚姻システム(双系の交差・いとこ婚)と血液型遺伝子メカニズムの相互作用をPRISMプログラムにより記述し、学習実験を行なうことに成功した。

Research Products

• [Publications] Sato, T. and Kameya, Y.: "PRISM : A Language for Symbolic-Statistical Modeling" Proceedings of IJCAI'97. 1330-1335 (1997)
• [Publications] 亀谷由隆、 佐藤泰介: "記号的統計モデル言語PRISM" 電子情報通信学会技術研究報告. 97・373. 71-78 (1997)